基于PMAC卡的航空发动机篦齿间隙测量系统的研究(18)

航空动力学

第二章数据采集系统的设计

图２－６所示。通过调节锥形阀芯的深度，可以调节冷却气流的大小，在避免干扰发动祝流场的情况下，可以有效地保护探头。向心夹紧套头部失三夹头形式，在内锥孔壁的压力下，将探头夹紧。两个调节弹簧用来调节探头夹紧力，以免夹紧力过大，损伤探头１１６１１１７１［１舢。．

２．２光电接收与预处理系统

光电接受处理系统主要包括光电检测器和预处理放大电路，该系统的目标是产生可供后续数据分析豹篦齿闻隙信号。处理系统的好坏壹接关系到整个测量系统的精度，设计时应该考虑灵敏度、信噪比、频响等多方面问题。根据篦齿间隙测量的要求，系统设计主要考虑以下几个方面的要求：

（１）响应时间短。为保证精度要求，光电接受系统必须具备高速响应时间。（２）灵敏度高。旋转叶尖散射光非常弱（＜ｌｌａ聊，为达到朋限级电平，要求光电接受系统灵敏度要高。≯

（３）信噪比高。为减少背景光影响以及各种环境噪声的影响，要求信噪比要高。鳓爨身噪声小．光电检测器和放大电力自身均有嗓声，如暗电流等，选择设计时应尽量减少噪声。

入射光纤接收的光可以通过光电转换或ＣＣＤ方式检测。考虑发动梳试实验的应用现场条件和燃气涡轮研究院的先期研究成果，本系统采用光敏器件将光信号转变为电压信号。

２．２．１光电接受与预处理系统方案

设发动机转速为ｎｒ／ｒａｉｎ，如果要求时尖面的分辨率为ａ，则采样频率为：

￡≥—／Ｖ－×．ｙｔ＇／ＩＤ六≥百

式中，Ｎ：分辨率ａ内采样次数。

Ｄ：网转直径。．（２－５）’

设Ｎ＊１０，ａ糕ｌｍｍ，则正一１０ＭＨｚ。一秒钟产生的数据量约为１５ＭＢ（五 三曲．．１５ＭＢｙｔｅｓ，其中‰是Ａ／１）转换的字节长度）。这样，系统对光电检测器件的频响要求很高，为此选用高频响特性的ＰＩＮ二极管２ＤＵｌｏｌＡ（ＧＴｌ０１－Ａ）。藤且光电检测器件、Ａ／Ｄ转换、数据读取与处理能力要满足这种极速采样要求。１３